Terpenoid metabolite profiling in Sitka spruce identifies association of dehydroabietic acid, (+)-3-carene, and terpinolene with resistance against white pine weevil

Authors: Robert, Jeanne A.; Madilao, Lufiani L.; White, Rick; Yanchuk, Alvin; King, John; Bohlmann, Jörg

Source: Botany, Volume 88, Number 9, September 2010 , pp. 810-820(11)

Publisher: NRC Research Press

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Abstract:

The white pine weevil (Pissodes strobi Peck) is an important insect pest in the Pacific Northwest that attacks the apical stem leaders of spruce (Picea spp.) causing damage to tree form, growth, and stand development. Because of attacks by weevils, Sitka spruce (P.sitchensis Bong.) is not commonly replanted as a commercial species in coastal British Columbia, despite its economic and ecological importance. In the last decade, the focus of research on Sitka spruce resistance against weevils has moved from silvicultural approaches to breeding for resistance. The British Columbia Ministry of Forests and Range, in collaboration with the Canadian Forest Service, has developed a successful program to screen populations and select tree genotypes for resistance to weevil attack. Part of this effort has been the establishment of clonebanks that contain genotypes from throughout the range of Sitka spruce. For metabolite profiling, using gas chromatography coupled with flame ionization detection or mass spectrometry, we analysed 111 different genotypes to determine the relationship of mono- and di-terpenoid oleoresin compounds with the resistance rating. Dehydroabietic acid, a diterpene, was identified as a strong indicator of resistance. Two monoterpenes, (+)-3-carene and terpinolene, were also associated with resistance in genotypes originating from one of the areas (Haney) in which resistance has been noted.

Le charançon du pin blanc (Pissodes strobi Peck) constitue un important insecte ravageur sur la côte nord-ouest du Pacifique, en s'attaquant à l'apex de la flèche terminale des épinettes (Picea spp.) et en causant des dommages à la forme de l'arbre, à sa croissance et au développement du peuplement. Dû à l'attaque du charançon, l'épinette de Sitka (P. sitchensis) est peu replantée comme espèce commerciale dans la région côtière de la Colombie-Britannique, en dépit de son importance écologique et économique. Au cours de la dernière décade, la recherche a porté surtout sur la résistance de l'épinette de Sitka contre le charançon, délaissant les approches sylvicoles au profit de la sélection pour la résistance. Le British Columbia Ministry of Forests and Range, en collaboration avec le Service canadien des forêts, a développé un programme efficace pour examiner des populations et sélectionner des génotypes d'arbres résistants au charançon. Une partie de cet effort a porté sur la mise en place de banques de clones contenant des génotypes provenant de l'ensemble de l'aire de distribution de l'épinette de Sitka. En utilisant la chromatographie en phase gazeuse, couplée avec la détection par ionisation de flamme ou la spectrométrie de masse, pour la détection des métabolites, les auteurs ont analysé 111 génotypes différents, afin de déterminer les relations des composés mono- et di-terpénoïdes avec le degré de résistance. Ils ont identifié l'acide déhydroabiétique, un diterpène, comme indicateur puissant de la résistance. Également associés à la résistance, on retrouve deux monoterpènes, le (+)-carène et le terpinolène, dans les génotypes provenant d'une (Haney) des régions où l'on observe de la résistance.

Document Type: Research article

Publication date: 2010-09-01

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    Previously published as the Canadian Journal of Botany
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